体細胞クローン牛の生殖細胞形成過程におけるリプログラミング機構の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24780273
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 金田 正弘 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (80469840)
• キーワード: エピジェネティクス / クローン牛 / DNAメチル化 / インプリント遺伝子

研究概要

体細胞クローン雄牛（9頭）およびコントロールの非クローン雄牛（8頭、いずれも黒毛和牛）から末梢血および精子DNAを回収し、DNAメチル化解析を行った。最終年度は、新たに全能性に関与するOCT3/4、NANOG遺伝子、またメスのX染色体不活化に関与するXIST遺伝子のメチル化をbisulfite sequence法により解析した。
その結果、OCT3/4遺伝子はクローン牛・非クローン牛とも末梢血では平均75%のメチル化レベルであったものが、精子では5%以下の低メチル化状態にあった。NANOG遺伝子も同様に、末梢血では平均80%メチル化であるが精子では平均20%のメチル化レベルにあり、クローン牛・非クローン牛間に差はなかった。OCT3/4やNANOG遺伝子産物は、ノックアウトマウス等の実験から、哺乳類の初期発生に必須の役割を果たす事が明らかになっており、受精後すぐに発現する必要のあるこれら全能性に関与する遺伝子が、精子形成過程ですでに脱メチル化されているという知見を得る事ができた。
X染色体不活化に関与するXIST遺伝子は、これまでの報告通りオスの末梢血では高度にメチル化されていた一方、精子ではほとんどメチル化が解除されている。体細胞クローン動物ではX染色体不活化に異常があり、マウスではその異常を抑制する事によるクローンマウスの作成率向上が報告されている。しかし、今回解析したかぎりでは、XIST遺伝子のメチル化程度にクローン牛と非クローン牛とで差は認められなかった。
本研究課題の結果から、体細胞クローン牛の精子・卵子において、非クローン牛と比較してDNAメチル化の異常は検出されず、体細胞クローン牛の後代における健全性に寄与する成果を得る事ができた。

研究成果

• [雑誌論文] Production of Fertile Offspring from Oocytes Grown In Vitro by Nuclear Transfer in Cattle. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirao Y, Naruse K, Kaneda M, Somfai T, Iga K, Shimizu M, Akagi S, Cao F, Kono T, Nagai T, Takenouchi N.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 89 ページ: 47-67
  • DOI: 10.1095/biolreprod.113.109439.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of bovine inner cell mass-derived cell lines and their fate in chimeric conceptuses. (2013)
  • 著者名/発表者名: Furusawa T, Ohkoshi K, Kimura K, Matsuyama S, Akagi S, Kaneda M, Ikeda M, Hosoe M, Kizaki K, Tokunaga T.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 89 ページ: 28-40
  • DOI: 10.1095/biolreprod.112.106641.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Naloxone increases maturation rate and ratio of inner cell mass to total cells in blastocysts in pigs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Dang-Nguyen TQ, Viet Linh N, Minoia R, Kaneda M, Somfai T, Haraguchi S, Akagi S, Kikuchi K, Nakai M, Tajima A, Nagai T.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 84 ページ: 765-773
  • DOI: 10.1111/asj.12071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Downregulation of histone methyltransferase genes SUV39H1 and SUV39H2 increases telomere length in embryonic stem-like cells and embryonic fibroblasts in pigs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Dang-Nguyen TQ, Haraguchi S, Furusawa T, Somfai T, Kaneda M, Watanabe S, Akagi S, Kikuchi K, Tajima A, Nagai T.
  • 雑誌名: J Reprod Dev. 巻: 59 ページ: 27-32
  • DOI: 10.1262/jrd.2012-118
  • 査読あり
• [学会発表] 同一ドナー細胞由来の体細胞クローン牛を用いたエピジェネティクス解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金田正弘、伊藤強、渡辺伸也、赤木悟史、平子誠、下司雅也、永井卓
  • 学会等名: 第156回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 岐阜県岐阜市
  • 年月日: 20130920-20130920
• [学会発表] EPIGENETICS OF CLONED CATTLE, THEIR GERM CELLS AND OFFSPRING (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Kaneda
  • 学会等名: 2013Bimodulation Symposum "From Germplasm to Cloning"
  • 発表場所: 韓国ソウル市
  • 年月日: 20130605-20130605
  • 招待講演
• [学会発表] 同一ドナー細胞由来の体細胞クローン牛におけるミトコンドリアDNAコピー数・関連遺伝子のメチル化解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金田正弘、伊藤強、渡辺伸也、赤木悟、平子誠、武田久美子、下司雅也、永井卓
  • 学会等名: 第7回エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 奈良県奈良市
  • 年月日: 20130530-20130530
• [学会発表] Epigenetic modifications of cloned buffalo embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro KANEDA, Kumiko TAKEDA, Takashi NAGAI, Kanokwan SRIRATTANA and Rangsun PARNPAI
  • 学会等名: 第10回国際バッファロー会議プレワークショップ
  • 発表場所: タイ国プーケット市
  • 年月日: 20130505-20130505
  • 招待講演
• [備考] 哺乳類のエピジェネティクス解析
  • URL: http://www.rd.tuat.ac.jp/activities/factors/search/20140401_43.html